Ikigai Daily
Menü
Sıra sıra dizilmiş koyu mavi güneş panelleri; her biri fotovoltaik hücrelerden oluşan bir ızgaraya bölünmüş. Arkada yeşil yapraklı bir ağaç ve açık mavi gökyüzü görülüyor.
MerakBilgi

Güneş pili, güneş ışığını doğrudan elektrik akımına çevirir. Çoğu, yarı iletken silisyumdan kesilmiş ince dilimlerdir; yarı iletkenler, elektronları ek enerji alınca elektriği iyi iletir. Bu enerjiyi ışık verir; pilin iki katmanı arasındaki elektrik alanı da serbest kalan elektronları bir kablodan akım olarak dışarı sürer.

Photovoltaic physics

BilimTeknoloji

Kartın devamı

Bu iki katman, içine çok az miktarda başka element katılmış silisyumdur: Birinde fazladan elektron, ötekinde elektron eksiği vardır. Birleştikleri yerde p-n eklemi denen bir sınır ve onunla birlikte bir elektrik alanı oluşur. Işıktan elektrik elde edilmesini sağlayan bu fotovoltaik etkiyi ilk kez 1839’da Fransız fizikçi Edmond Becquerel gözlemledi: Bir sıvının içindeki metal levhalara ışık düştüğünde küçük bir akım oluştuğunu fark etti. Bu olay, ışığın metal yüzeyden elektron kopardığı fotoelektrik etkiyle akrabadır ama aynı şey değildir. İlk kullanışlı silisyum güneş pili Nisan 1954’te ABD’deki Bell Laboratuvarları’nda tanıtıldı ve güneş ışığının yaklaşık %6’sını elektriğe çeviriyordu. Bugünkü sıradan paneller bu oranı beşte bire yaklaştırır. Tek bir pil ancak yarım volt kadar gerilim verdiği için paneller onlarca pilin birbirine bağlanmasıyla yapılır.

Kaynaklar ve ilgili okumalar

Görsel bilgisi

Güneş panellerinde bir araya getirilmiş fotovoltaik hücreler, Haziran 2011.

Fotoğraf: Raysonho @ Open Grid Scheduler / Grid Engine, 2011, Wikimedia Commons aracılığıyla. Lisans: CC0 1.0.

Görselin kaynağı · CC0 1.0

Kaynak: Photovoltaic physics

İlgili kaynak: Güneş pili
Mobil uygulamayı indirKartlar nasıl hazırlanıyor?

İlgili kartlar

Benzer konulardaki kartlara göz atın.

MerakTarih

Neil Armstrong 20 Temmuz 1969’da Ay’dan telsizle “Houston, burası Sükûnet Üssü. Kartal indi” dediğinde, sesi Dünya’ya yaklaşık 1,3 saniye sonra ulaştı. Radyo dalgaları ışık hızıyla yol alır, Ay ise Dünya’dan yaklaşık 384.000 km uzaktadır.

Kartal, Armstrong ile Buzz Aldrin’i Ay yüzeyine indiren Ay modülünün adıydı. Işık, dolayısıyla radyo dalgaları da saniyede 300.000 km’ye yakın yol alır. Ay’ın ortalama uzaklığı 384.400 km kadar olduğu için sinyalin bir yöne gitmesi yaklaşık 1,28 saniye sürer. Bu yüzden Houston’daki Görev Kontrol Merkezi’yle yapılan konuşmalarda her cevap, kaçınılmaz olarak 2,6 saniye kadar gecikmeyle geliyordu. Sinyalleri Kaliforniya’daki Goldstone ile Avustralya’daki Honeysuckle Creek ve Parkes istasyonlarının dev çanak antenleri aldı. İlk adımların en net televizyon görüntüleri Avustralya’dan geldi ve yayını tahminen 600 milyon kişi canlı izledi. Astronotlar Ay’dan ayrılmadan önce yüzeye, ışığı geldiği yöne geri yansıtan bir panel yerleştirdi. Bilim insanları bugün de bu panele lazer gönderip ışığın dönüş süresini ölçüyor; Ay’ın Dünya’dan her yıl yaklaşık 3,8 cm uzaklaştığını bu ölçümler sayesinde biliyoruz.

Ikigai DailyKartı aç
MerakTeknoloji

Telomerler, kromozomların uçlarını kapatan koruyucu DNA bölgeleridir; ayakkabı bağcığının ucundaki plastik kılıfa benzetilirler. Aynı kısa DNA dizisinin defalarca yinelenmesinden oluşurlar ve vücuttaki hücrelerin çoğu bölündükçe kısalırlar. Ama uzunluklarına bakarak bir insanın ne kadar yaşayacağı söylenemez.

Avustralya doğumlu biyolog Elizabeth Blackburn, 1970’lerin ortasında Yale Üniversitesi’nde çalışırken, kromozom uçlarında kısa bir DNA “sözcüğünün” art arda defalarca yinelendiğini buldu; insanda bu sözcük TTAGGG’dir. Blackburn, 2009 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’nü Carol Greider ve Jack Szostak’la paylaştı; üçü, telomerlerin ve onları yeniden uzatan telomeraz enziminin kromozomları nasıl koruduğunu göstermişti. Vücut hücrelerinin çoğu her bölündüğünde, DNA’yı kopyalayan düzenek zincirin en ucuna yetişemez ve telomerden küçük bir parça eksilir. Telomer çok kısalınca hücre bölünmeyi bırakır; telomerlere saat denmesi bundandır. Ama bu saat, insanları ya da türleri karşılaştırmaya yaramaz: Farelerin telomerleri insanınkinden çok daha uzundur, yine de fareler ancak iki üç yıl yaşar. İnsanların telomer uzunluğu da doğuştan birbirinden çok farklıdır. Bu yüzden birçok bilim insanı, telomerlere bakarak “biyolojik yaşınızı” ölçtüğünü söyleyen ticari testlere kuşkuyla yaklaşır.

Ikigai DailyKartı aç
MerakTeknoloji

GPS uydularındaki atom saatleri, Einstein’ın görelilik kuramlarının öngördüğü gibi, yerdeki saatlerden her gün yaklaşık 38 mikrosaniye, yani saniyenin milyonda 38’i kadar ileri gider. Bu kayma düzeltilmese, bulunduğunuz yer tek bir günde 11 kilometre kadar yanlış hesaplanırdı.

Telefonunuzdaki gibi bir GPS alıcısı, yaklaşık 20.200 km yükseklikte dolanan uydulardan sinyal alır ve bu sinyallerin ne kadar sürede geldiğini ölçerek yerini bulur. Radyo sinyalleri bir mikrosaniyede, yani saniyenin milyonda birinde 300 metre kadar yol alır; bu yüzden saatteki en küçük hata bile önemlidir. Görelilik, uydu saatlerini iki yönden etkiler. Özel göreliliğe göre hareket eden saat yavaş işler: Saniyede 4 kilometreye yakın hızla giden uydu saatleri her gün 7 mikrosaniye kadar geri kalır. Genel göreliliğe göre ise kütleçekiminin zayıf olduğu yerde saat hızlı işler: Dünya’nın çok yukarısındaki bu saatler her gün 46 mikrosaniye kadar kazanır. Sonuçta günde yaklaşık 38 mikrosaniye ileri giderler. Bu yüzden her uydunun saati, fırlatılmadan önce biraz yavaş çalışacak biçimde ayarlanır: Saniyede 10,23 milyon yerine 10,22999999543 milyon salınım yapar. Böylece yörüngede yerdeki saatlerle aynı hızda işler.

Ikigai DailyKartı aç
MerakTeknoloji

Apollo Yönlendirme Bilgisayarı, astronotları Ay’a götürürken yalnızca 4 kilobayt kadar yazılabilir, 72 kilobayt kadar da kalıcı bellekle çalışıyordu. Programlar belleğe elle örülerek işlenmişti: “Halat bellek” denen bu yöntemde tel minicik bir mıknatıs halkanın içinden geçiyorsa 1, yanından geçiyorsa 0 anlamına geliyordu.

Bilgisayarı MIT Enstrümantasyon Laboratuvarı tasarladı, Raytheon şirketi üretti. Silikon yongaları, yani entegre devreleri kullanan ilk bilgisayarlardan biriydi ve 28 litrelik bir hacme sığıyordu. Belleği, 16 bitlik, yani 16 ikili basamaktan oluşan “sözcüklerle” ölçülürdü: 2.048 yazılabilir, 36.864 kalıcı sözcük. Apollo 11, 20 Temmuz 1969’da Ay’a inerken bilgisayar 1202 ve 1201 alarmları verdi. İnişten vazgeçmek gerekirse diye bir radar açık bırakılmıştı; bu radar, bilgisayarın işlem zamanını boşuna harcayıp onu aşırı yüklüyordu. J. Halcombe Laning’in tasarladığı işletim sistemi, acil olmayan işleri bırakıp bir anda yeniden başladı; iniş programları ise çalışmayı sürdürdü. Bu yüzden Görev Kontrol Merkezi mürettebata inişe devam etmesini söyledi. Uçuş yazılımını Margaret Hamilton’ın yönettiği bir ekip yazmıştı; Hamilton 2016’da ABD’nin en yüksek sivil nişanlarından Başkanlık Özgürlük Madalyası’nı aldı. Bilgisayarın gücü, 1970’lerin sonundaki ilk ev bilgisayarlarınınkine yakındı.

Ikigai DailyKartı aç
MerakTeknoloji

John Clarke, Michel Devoret ve John Martinis 1984 ve 1985’te, bir çipteki elektrik devresini mutlak sıfırın hemen üstüne kadar soğuttular ve devrenin tıpkı bir atom gibi, bütünüyle tek bir kuantum nesnesi olarak davranabildiğini gösterdiler. Bu buluş onlara 2025 Nobel Fizik Ödülü’nü kazandırdı.

Deneyler Kaliforniya Üniversitesi Berkeley’de, Clarke’ın ekibinde yapıldı; Martinis onun doktora öğrencisi, Devoret ise doktora sonrası araştırmacıydı. Mutlak sıfır (−273,15 °C), olabilecek en düşük sıcaklıktır. Devrenin kalbinde bir Josephson eklemi vardı: çok soğukken akımı hiç dirençsiz ileten iki süperiletken metal ve aralarında yalnızca birkaç atom kalınlığında yalıtkan bir katman. Devredeki sayısız elektron, tek bir parçacıkmış gibi birlikte hareket ediyordu. Ekip, kuantum davranışının iki işaretini gördü. Devre, hapsolduğu durumdan tünelleme denen olayla, yani aşamayacağı bir enerji engelinin içinden sızarak kurtuldu. Mikrodalga enerjisini de tıpkı bir atom gibi yalnızca belirli paketler, yani kuantumlar hâlinde soğurdu. Bugün bu tür devreler, Google ve IBM gibi şirketlerin süperiletken kuantum bilgisayarlarında kübit, yani temel bilgi birimi olarak kullanılıyor.

Ikigai DailyKartı aç
Sıradaki kartDijital fotoğraf makinesinin sensörü bir silisyum çiptir ve yüzeyi, piksel denen milyonlarca ışığa duyarlı küçük kareyle kaplıdır. Her piksele düşen ışık biraz elektrik yükü açığa çıkarır; ışık ne kadar parlaksa yük o kadar fazladır. Makine her pikseldeki yükü ölçer ve bu deseni görüntüye çevirir.Devam et →